电能计量培训

电能计量装置常见故障分析 第一部分基本知识介绍 第二部分电能计量装置常见故障分析 第一部分基本知识介绍 一 电气设备运行的一些参数 二 电气运行参数之间的一些关系 三 电能表的基础知识 一 电气设备运行的一些参数 1 什么叫 电压 相电压 线电压 1 电压就是电路中两点间的电位差 2 相电压 交流电路中 每相与零线间的电压 3 线电压 三相交流电路中 相与相之间的电压 2 电流 自由电子流动就产生电流3 有功功率 单位时间内发出或消耗电能量大小 电能量与其他能量转换的速率 4 无功功率 用来建立交变磁场的功率5 功率因数 又叫力率 是有功功率与视在功率的比值 6 感性负荷 交流电通过带线圈设备时 线圈中存在产生感应电动势并阻碍电流变比的作用 叫感抗 这些设备就是感性负载7 容性负荷 交流电流过具有电容的电器时 电容有阻碍交流流过的作用这种作用叫容抗 这些负载就叫容性负载 8 正相序 在三相交流电相位的先后顺序中 其瞬时值按时间先后从负值向正值变化 经零值的依次顺序称正相序 反之叫逆相序 正相序有三种形式 ABC BCA CAB逆相序有 ACB BAC CBA 9 什么叫相位超前 所谓相位超前就是在同一个周期内 一个正弦比另一个正弦早到达零值 叫相位超前 反之叫相位滞后 二 电气运行参数之间的一些关系 1 三相交流系统中 线电压比相电压相位超前30 有效值是相电压的 3倍 如低压三相四线电网中 相电压为220V 线电压为380V 同一感性负载电路中 相电流滞后于其相电压 滞后的角度大小视功率因数大小而定 纯感性负载电流滞后电压90度 二 电气运行参数之间的一些关系 2 同一容性负载电路中 相电流相位超前其相电压 纯容性负载电流超前电压90度 如下图 二 电气运行参数之间的一些关系 3 功率因数的大小决定了相电压与其电流的夹角大小 功率因数越大 其夹角越小 反之则反 二 电气运行参数之间的一些关系 4 三 电能表的基础知识 1 三相三线电能表由两个驱动元件组成 叫A元件与C元件 A元件接入Uab与IaC元件接入Ucb与Ic其计量功率表达式 P Pa Pc UabIacos 30 UcbIccos 30 3UIcoc 三相三线电能表接线图 三相三线电能表接线六角图 2 三相四线电能表 三相四线由三个驱动元件组成 分别为 A元件 接入电压Ua和电流Ia B元件 接入电压Ub和电流Ib C元件 接入电压Uc和电流Ic P Pa Pb Pc UaIaCoS UbIbcos UcIccos 3UIcoc 3U I cos 三相四线电能表接线六角图 3 电能表常数 电能表常数 电能表的转盘在每千瓦 小时 KWh 所需要转的圈数称为电能表常数 单位 r kwh 转 千瓦 时 在电子式多功能电能里是每千瓦 小时 KWh 所需要电子脉冲称为电能表脉冲常数 imp kw h 电能表的准确度等级 表示电能表规定的允许误差范围 如 准确度等级为1 0 2 0级的多功能表 表示有功误差允许在 1 0 内 无功允许在 2 0 3 电子式多功能电能表 电子式多功能电能表工作原理 A B C三相电压 电流经A D模拟数据转换器变为与电流 电压成正比的脉冲信号 然后进入专用的集成电路进行电能量等各项分析计算 并将其结果保存在数据存储器中 同时向外部接口提供信息和进行数据交换 5 电能表六角图 向量图 所谓六角图 就是利用功率表测量电流相位的一种方法 它是一种简单有效的相位检测方法 因为相电流与线电流共有六个方向 所以向量图又叫六角图 Ua Ub Uc Ia Ib Ic Iab Ibc Ica 测量六角图的作用 测量电能表六角图的作用是通过测量接入电能表的电压与电流方向 对比电气设备运行时固有的电气参数特性 分析判断电能表接线是否正确 举例 1 已知接线情况画六图图 一高供低计用户 感性负荷三相对称 电压相序正确 电流回路接线正确 无功过补偿运行 功率因数为0 96 C 画出电能表接线六角图 cos 0 96得 16 26 举例 2 根据已知六角图 判断接线情况 1 电压逆相序 反相序 2 电流回路接线异常 C相电流反极性 3 电流滞后电压30 判定负荷性质为感性 4 依一 二次电流及CT变比判断回路接触是否异常 计量装置检测安全注意事项 1 严禁CT二次回路开路 2 严禁PT二次回路短路或接地 3 防止误碰邻近开关设备 4 防止试验设备操作不当造成意外5 试验过程必须设专人监护 第二部分电能计量装置常见故障分析 一 单相电能表的接线 二 三相三线电能表接线 三 三相四线电能表的接线 四 互感器的接线分析 一 单相电能表的正确接线1 单相电能表直接接入式 2 接线原则 IANUAN A N 3 相量图 4 计量功率 1 接线图 P U Icos UIcos 2 单相电能表经电流互感器接入式 1 接线图 3 计量功率P U Icos UIcos 2 接线原则 二 单相有功电能表的错误接线1 火线和零线互换 1 接线图 2 接线原则 3 相量图 4 计量功率 P UNAINAcos UIcos 5 结论 电能表正转 当负荷侧接地易漏计电量 N A 2 电压钩断开或接触不良 1 接线图 2 接线原则 3 相量图 4 计量功率P IUcos 0 5 结论电表不转 A N 3 电流互感器二次侧短路 1 接线图 3 计量功率P IUcos 0 4 结论电表不转 2 接线原则 4 电能表极性接反 2 接线原则 3 相量图 4 计量功率 1 接线图 A N P IUcos 1800 IUcos 1800 5 结论 电能表圆盘反转 三相三线电能表接线一 三相三线电能表的正确接线1 三相三线低压电路有功电能的接线 接线原则 30 30 计量功率 P IU cos 30 cos 30 P 3IUcos 2 三相三线高压电路有功电能的接线 Ua Ub Uc Ia Ib Ic Uab Ucb 接线原则 30 30 计量功率 P IU cos 30 cos 30 P 3IUcos 二 三相三线电能表的错误接线1 电流回路错误接线 1 电流互感器二次侧a相反接 Ua Ub Uc Ia Ib Ic Uab Ucb 接线原则 60 90 30 计量功率 P IU cos 150 cos 30 P IUsin Ia 正确计量功率 P 3IUcos 正确接线 P 3IUcos 错误接线 P IUsin 2 电压回路错误接线 1 电压互感器二次侧Uab反接 Ua Ub Uc Ia Ib Ic Uab Ucb 接线原则 180 30 30 计量功率 P IU cos 150 cos 30 P IUsin Uba Ua Ub Uc Ia Ib Ic Uab Ucb 接线原则 180 30 30 Uba 2 电能表电压进线ab相互接错 计量功率 P IU cos 150 cos 30 P 0 Uca 3 电流回路和电压回路同时接错 1 电压回路ab接错 A相电流互感器二次接反 Ua Ub Uc Ia Ib Ic 接线原则 30 30 Uba 计量功率 P IU cos 30 cos 30 P 3UI cos 3 3sin Uca Ia 三相四线电能表的接线 一 三相四线电能表的正确接线 Ua Ub Uc Ia Ib Ic 计量功率 P P1 P2 P3 3IpUpcos 二 三相四线电能表的错误接线1 电流回路短路故障 1 电流回路一相短路 UA UB UC Ia Ib 0 Ic 计量功率 P P1 P3 2IpUpcos 少计1 3的电量 2 电流回路两相短路 UB UA UC Ia 0 Ib Ic 0 计量功率 P P2 IpUpcos 少计2 3的电量 3 电流回路三相短路 UB UA UC Ia 0 Ib 0 Ic 0 计量功率 P 0电能表停转 2 电压回路开路故障 1 电压回路一相开路 UB UA 0 UC IA IB IC 计量功率 P P2 P3 2IpUpcos 少计1 3电量 2 电压回路两相开路 UA 0 UB 0 UC IA IB IC 计量功率 P P3 IpUpcos 少计2 3的电量 3 电压回路三相开路 UA 0 UB 0 UC 0 IA IB IC 计量功率 P 0电能表不转 3 电流互感器二次极性接反 1 一相电流反接 ABCN IN UA UB UC IA IB IC IA 计量功率 P IpUpcos 180 IpUpcos IpUpcos IpUpcos 180 2 两相电流反接 UA UB UC IA IB IC IA 计量功率 P IpUpcos 180 IpUpcos 180 IpUpcos IpUpcos 180 180 ABCN IN IB 3 三相电流反接 UA UB UC IA IB IC IA 计量功率 P IpUpcos 180 IpUpcos 180 IpUpcos 180 3IpUpcos 180 180 180 IB ABCN IN IC 5 三相电流电压不同相 UA UB UC IA IB IC 120 120 120 计量功率 P IpUpcos 120 IpUpcos 120 IpUpcos 120 3IpUpcos 120 ABCN IN 6 A B两相电流电压不同相 A相电流反接 UA UB UC IA IB IC 计量功率 P IpUpcos 60 IpUpcos 120 IpUpcos UpIp cos 3sin ABCN IN U0 60 120 IA ABCN IN Un 7 电压线圈中性点与电路中性线断开 P IAUAcos IBUBcos ICUCcos IAUANcos IBUBNcos ICUCNcos UN IA IB IC cos N三相平衡 P P 三相不平衡 误差 P UNINcos N 结论 电能表反应的功率比实际功率少计 P 中性线一定要接牢 互感器的接线分析一 电压互感器 一 二次侧断线的分析步骤 A 选择仪表 B 测量a b c各线电压 C 根据测量数据判断有无断线 Ubc 100VUab Uca 0则a相断线Uca 100VUab Ubc 0则b相断线Uab 100VUbc Uca 0则c相断线 空载时 abc ABC V 二 一次侧断线的分析结果分析 三 实例分析1 Vv接线时一次第一相熔丝断压 2 相量图 Uu Uv Uw Iu Iw Uwv 1 分析 断开第一相电压时 Uu 0 故Uuv 0 3 计量功率 P P1 P2 0 UwvIw cos 30 UIcos 30 Uuv 2 Vv接线时一次第二相熔丝断压 2 相量图 Uuv Uwv Uu Uuv Uwv Uv Uw Iu Iw 1 分析 一元件二元件 Uuv Iu Uwv Iw 3 计量功率 P P1 P2 1 2UuwIucos 30 1 2UwuIwcos 30 3 2UIcos 3 星形 Y yn 接线时电压互感器 一次断线 1 一次断U相 2 相量图 UVW uvw Uu Uv Uw Iu Iw Uwv Uv 1 分析 一元件二元件 Uv Iu Uwv Iw 3 计量功率 P P1 P2 UuIucos 60 UwvIwcos 30 2 3UIcos 2 一次断V相 2 相量图 UVW uvw Uu Uv Uw Iu Iw 1 分析 一元件二元件 Uu Iu Uw Iw 3 计量功率 P P1 P2 UuIucos UwIwcos 2 3UIcos 3 一次断W相 2 相量图 UVW uvw Uu Uv Uw Iu Iw Uv 1 分析 一元件二元件 Uuv Iu Uv Iw 3 计量功率 P P1 P2 UuvIucos 30 UvIwcos 60 2 3UIcos Uuv 三 互感器的极性反接分析1 电压互感器为V形接线 c相极性接反 Ua Ub Uc Ubc Uab Uac Uac Uca Uab UbcUac 3Uab 3Ubc 3 100 173 结论 只要测的三个二次电压中有一个增加 3倍 就说明有极性接反的情况 Ubc Ubc 2 电压互感器为Y形接线 a相极性接反 Ua Ub Uc Ua Ub Uc Ubc Uca Uab Uab Ua UbUab Ua Ub 100 3 57 7Uca Uc Ua Uca Uc Ua 100 3 57 7Ubc Ub UcUbc 3Ub 3Uc 3 57 7 100 结论 与a相有关的二次电压为原来的1 3 Uc Ub 二 电流互感器 极性反接 1 不完全星形接线 W相极性接反 IU IV IW Iw Iu Iu Iv Iw 0Iv Iu Iw Iv 3Iu 3Iw